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中图分类号:T L 7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-0-01
电磁波辐射就是将电场与磁场二者互相作用所形成的波动,以辐射形式向空间传播出去。事实上,由于医疗器械、家用电器等的使用,使人体无时不刻处在电磁波的辐射之中,电磁波辐射对环境及人体健康的影响日益受到研究者的关注。国家环保局推荐的《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)标准规定暴露磁感应强度的安全值为1高斯(即1 Gs=1000mGs=100 μT,微特斯拉)。1995年美国国家辐射防护委员会(NCRP)提出电磁场暴露导则,在居民区的工频磁感应强度安全标准为2 mGs(即0.2 μT,微特斯拉)。两者相差500倍。电磁炉是一种使用安全、清洁卫生、操作简便灵活的炉具。但在使用过程中,人们对它产生的电磁辐射给人体的影响存有疑虑。以往人们对电磁炉的辐射也有过不少讨论,但从科学观点出发进行严密的计算仍较少见。该文基于电磁场理论的安培定律,将电磁炉的核心部分即电磁体,看成是一个磁偶极子的辐射源,产生电磁振荡辐射到空间。电磁体由圆形导磁盘及在其上单层螺旋绕制的线圈组成。线圈输入30~50 kHz的高频电流I。线圈的平面面积S与电流I的乘积,Mm=IS 称为磁矩。该文推导出一个距离辐射源的空间某点上接受到的以磁感应强度表示的辐射量的计算公式,该文给出的公式正是以磁矩作为基本的计算数据。
1 电磁体产生电磁辐射的机理
图1为单匝平面线圈在距离R的观测点G产生的磁感应强度B的机理图。线圈平面与G均处在X―Y坐标平面上,线圈平面法线与Z轴重合,R与X轴夹角为θ,与Y轴夹角为Ф。线圈回路电流为I,反时针方向,回路半径为ρ。回路上取无限短的一段长度dl,电流元在G上产生的磁感应强度为。d为微分算符,为向量。电磁场理论中的安培定律的微分形式为
2 计算实例
设某电磁炉的参数如下:工作电压220 V,功率1~2000 W可调,设计时未加屏蔽或防辐射措施,所用烹锅底面足够大,大于设计规定的12 cm,且放置在与线圈导磁盘完全对应的位置上(即没有放歪);电磁炉盘式线圈最外圈直径17.5 cm,最内圈直径4 cm,共32圈;线圈总面积S为各圈面积之和;取最大功率档1800W计算;取功率因数Cosф=0.75。求得电流 I=1800/220・0.75=10.91 A。θ角取法如下:求公式(1)右端括号内的函数对θ的最大值,可得θ=45 °,得Sinθ=Cosθ= 0.707。当磁感应强度单位用高斯制即以Gs为单位、电流用MKS制即安培单位时,给出的电流值应除以10后才代入计算。磁导率μ取高斯制单位时,其值为4π×10-3GsA/m。r从电磁盘中心点到观测点G距离变化时,计算结果如表1。结果分析:表中第8点的数据表明,当人体离开电磁炉中心距离0.5 m时,其电磁辐射为2毫高斯(0.002 Gs),即可达到美国NCRP的标准。但如以国家HJ/T241998的1Gs为标准,即使将手放在炉板上也是十分安全的。
3 结语
未加屏蔽的电磁炉在使用中确实存在电磁辐射,并在一定程度上对人体产生影响。影响大小视电磁体线圈电流的大小和人体到电磁炉的距离而定。应该指出,电磁辐射对人体的伤害主要是短波、超短波,而工频电的波长为10000 m,况且人们使用电磁炉是短时和间歇的,因此,即使有影响也是微小的。近年来市场上出现带电磁辐射屏蔽装置的电磁炉产品。不过,其防辐射效果如何还有待研究。
参考文献
关键词:GSM 基站辐射;辐射污染;辐射监测
一、GSM基站的天线
一般GSM基站的天线都有三个扇区,每个扇区的覆盖范围为120度,每个扇区通过向特定的一个方向发射,来覆盖一定的范围,这样三个扇区能对四周进行360度全覆盖。一般来说,天线有定向天线和全向天线,定向天线可以根据需要调整俯仰角和方位角,以达到覆盖需求,功率相对较大,全向天线一般用于覆盖乡镇,人比较少的地方。
二、GSM基站的发射功率
GSM基站的发射功率。GSM基站是通过频分复用和时分复用的方式工作。一个基站它有多个频率发射,发射功率为15W到20W左右。在城市,除了要保证通话还要支持无线上网等业务,假如以18个频率为基本配置的话,它的发射功率在270W到360W之间,若配置频率再多的话,发射功率超过360W。
三、GSM通信基站的发射方式
基站的辐射方式分为连续辐射和脉冲式辐射两种方式。连续辐射方式是指基站的每一个扇区以一个固定的广播频率,每天满功率24小时连续发射每个扇区的特定信息。脉冲式辐射方式是不固定频率,只是在通话的时候发射,并可根据通话者的远近自动调节基站的发射功率。一般的基站即使是微基站在挂上高增益大天线、俯仰角很小并且没有直接阻挡而且功率开到足够大的情况下,也可以覆盖至少5公里远,理论上可以达到35公里,如果把两个空中接口信道合为一个的话,可以达到70公里。
四、电磁辐射不等于电磁污染
电磁辐射是指电场和磁场的交互变化产生的电磁波向空中发射或汇聚的现象。电磁辐射在一定限度内时,它是有益于人体、有机体及其他生物体的,它不但可以促进生物体的微循环,还可促进植物的生长和发育。
“电磁污染”是指超过一定的频率和功率的电磁辐射,它才会对人体产生危害。因此,电磁辐射不等同于电磁污染,更不能与人体的健康直接画上等号。
电磁辐射还与距离(人或房屋与基站的距离)有关。当距离700米时,辐射峰值约为2W;在1-200米时,辐射峰值约为0.1W;站在基站100米开外的地方,受到的辐射水平可能比用一次微波炉还要低。记者在清华大学的实验室中曾做过这样的试验,将接收天线放置到距离微波炉0.5米(使用微波炉时的大致距离)时,测到的电磁辐射数值约为12伏/米;距离2米远时,测得的数值为10伏/米。将手机紧贴耳朵时,当手机接通的一瞬间,电磁辐射为4伏/米左右,而当手机距离测量仪为一臂远时,电磁辐射为0.5伏/米。通过试验可以看出,放置在半米远的微波炉与百米开外的基站比,微波炉的辐射值确实有可能大于基站。
五、基站的电磁辐射符合国家标准
根据国家环保局的《电磁辐射防护规定》要求,环境中的电磁辐射的电场强度小于12伏/米。而 卫生部的《环境电磁波卫生标准》要求,电磁辐射的功率密度要小于40微瓦/平方厘米。这两种要求比欧美发达国家还要严格。目前,我国的移动通信基站标准严格按照此类标准进行建设。
目前,我国移动通信采取都是微蜂窝技术,它的发出功率和接收功率在十几毫瓦到二十几毫瓦之间,这个功率非常低,完全不会造成辐射污染。例如: 25瓦的大功率基站,离基站10米范围内的微波功率每平方厘米只有2微瓦左右,在5米范围内功率是每平方厘米是8微瓦,比卫生部规定的每平方厘米17微瓦的标准还要小一半。而且,GSM的辐射频率约为900兆赫兹,与电视的辐射频率基本相当。
电磁辐射在空中是快速衰减的。发射功率为20瓦的大功率基站,在天线前10米的范围内,通过测试发现功率密度仅为每平方厘米0.6微瓦左右,相对于国家标准(每平方厘米40微瓦)的千分之十五,衰减很快。
另外,电磁波穿过不同介质的建筑物时衰减的程度也是不一样的。例如通过穿过带钢筋的墙比一般砖墙要衰减的多三倍左右,分别衰减20dB和6dB左右。因此,GSM基站天线一般建在住宅楼顶或山顶上,基站一般较高,约为35-55米,宅内的居民完全是安全的。检测结果表明,农村基站天线在塔基地面半径50米以内辐射功率值大约为0.02~0.08微瓦/平方厘米,在半径50米以外为0.06~0.14微瓦/平方厘米,远低于8微瓦/平方厘米的最大限值。城市基站距天线30米外的环境敏感处的功率密度值均低于8微瓦/平方厘米的限值。这些也都在安全范围之内的,居民可以完全放心。
六、基站的建设符合国家标准
各公司都会被要求在基站的建设过程中,严格执行国家基站辐射标准。此外,所有基站在建设和扩容时,都必须委托环保部门和无线电管理局进行电磁辐射环境影响评价,以保证基站不会造成辐射污染,对居民造成危害。
在基站建设和运营过程中,都要严格按照环保部门的要求,进行立项、选址、规划、管理维护等,以确保辐射环境安全。在基站规划时,基站建设都会预留有一定的调整范围,要求市区至少50米,要求农村至少一公里,这些是安全距离的数值。安全距离数值是指假设基站天线处于最大功率发射状态,同时假设正对天线、无阻挡,在室内、外符合环境电磁波容许辐射场强GB9175-88一级强度的最小距离(即安全防护距离)。而现实的情况是,居民或建筑物一般都不会近距离接近天线,更不会正对天线。
同时,手机基站的辐射会随距离的增加而快速衰减。在实际传输过程中,基站受背景辐射、天线架设方式、地形、温度、湿度及大气环境等多种因素影响,特别是障碍物的阻挡作用,电磁辐射的实际衰减速率会远远大于理论值。另外,在空气中传播时,会遇到建筑物、植被的阻挡,通过大气层时,小液滴、固体小颗粒也会吸收和散射电磁波,都会加剧电磁辐射的衰耗。在实际情况下,天线只有在满载荷的情况下才会以最大的功率发射(情况很少发生),即使以最大功率发射,持续的时间不会太长,因此,实际的安全距离应比理论距离推算的要小。对于一栋楼房,楼层越低辐射越小,楼层越高,辐射越大。
【关键词】高压电输变电;电磁辐射;电磁污染;电磁防护
1.常见电磁辐射污染
1.1电磁辐射污染的种类
电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围,划分为工频(50/60Hz)、射频(又称高频103-106Hz)与微波(>106Hz)三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流,具有“波粒”二象性,环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射(放射性),如:x射线和丫射线等;而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看,城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为:
1.1.1广播电视发射设备
辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括:短波广播、调频广播。电视广播包括:米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是:48.5MHz-960MHz,属于超短波与分米波频段。
1.1.2通信、雷达及导航发射设备
通信包括短波、微波发射台(含通信和探测)、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中,由于移动通信基站增加速度快、分布密集,随处可见,它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
1.1.3工业、医用高频设备
这类设备把电能转换为热能加以利用,但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去,引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备:主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
1.1.4交通系统电磁辐射干扰
交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆,包含有轨电车和无轨电车。
1.1.5电力系统电磁辐射
高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
1.2电磁辐射污染危害
电磁辐射的危害有两个方面:一是对人体和生物的危害;二是对电器设备的影响。
1.2.1对人体和生物的危害
电磁辐射对人体和生物的危害,多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验,得出了具体结论,主要是热效应、非热效应和累积效应。
1.2.2对电器设备的影响
电磁辐射对电器设备来说是一种干扰,如果电磁辐射的频率与扰设备的频率相差不大时,干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低;可以使电子开关或继电器工作失常;可以使无线电接收设备出现噪声,如电视机图像声音变差,收音机信号不好等;可以干扰党政军机关的无线电设备;可使病人心脏起博器停止工作,等等。
2.高压电电磁辐射特性及其危害
2.1高压电电磁辐射的三种特性
2.1.1磁场特性
磁场强度的大小与电流大小有关,与电压无关;50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人),且不受这些物体的干扰。从理论上讲,由于三相交流输电线中各相电流的有效值相等,相位互差120,所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消,近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
2.1.2电场特性
载流输电线在周围空间产生电场,有如下特性:电场强度与输电线相对于大地的电压成正比;场中的导电物体(建筑物、树林等)会使电场严重畸变,从而产生一定的屏蔽。
2.1.3电晕特性
当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时,就产生电晕放电。这时,导线表面的电场强度一般达到 30kV/ln以上,只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度,因此,电晕放电多发生在高压输电线路上。
2.2离压电电磁辐射对人体的危害
电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,且限于非电离辐射。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射,电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
电磁辐射对电子设备的干扰:大量的研究表明,电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等,从而带来大量的经济损失。
2.4高压线路电晕可听噪声
通常情况下,高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是:在导线及其金属表面处空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
3.高压电电磁辐射污染的防护措施
综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害,可以从四个方面来采取防治措施:加强对电磁辐射环境管理;对人体健康危害的的减缓措施:对通信线路干扰的消除措施;对电晕放电引起的干扰消除措施。
3.1加强对电磁辐射环境管理
我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来,先后己了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准,了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准,了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
3.2对人体健康危害的减缓措施
避免电磁辐射对人体的影响,线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行,适当选用塔型、塔高,以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。提高导线对地的高度,双回路导线逆相布置,高低压导线分层架设等措施,会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施,以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值,但与此限值比较接近,而作业人员又需要长时间在此环境工作时,都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时,应首先确定电磁辐射的衰减度,然后,参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
3.3对通信线路干扰的消除措施
对通信线路的影响有静电感应和电磁感应两方面。输电线路正常运行时,在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比,还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时,就可能损害设备和人身安全。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响,一般采取:将有影响的通信信号线或输电线改为电缆,输电线进行良好的换位,装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 (下转第5页)
(上接第68页)3.4对电.放电引起的干扰消除措施
电压越高,电晕放电就越强;导线直径越大,电晕放电就越弱;导线表面光洁度越高,放电也就越弱。输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于500m处,干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大,一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰,设计时应从导线选择和连接等方面考虑,无论是单导线还是分裂导线,均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
【参考文献】
关键词:移动通信;基站;电磁辐射;环境影响;环保措施
前言
随着通信技术的快速发展,当前移动通信工具数量激增,手机成为人们日常工作和生活中必不可少通话工具。手机通信功能的实现是依靠电磁波来实现信息的传递,因此在人们享受移动通信便捷性的同时,也会担忧移动通信电磁辐射对身体健康的影响。但相较于手机对使用者所带来的辐射影响而言,移动通信基站的电磁辐射则是针对于周围环境,这使处于移动基站周围的小区居民对移动基站电磁辐射影响非常敏感。因此需要对移动通信基站电磁辐射环境影响进行分析,以此来有效的缓解人们对基站电磁辐射所带来的不安。
1 电磁环境与电磁辐射
电磁环境即是由不同频率的电场、磁场所组成,将自然、人为、有源、无源、静态和动态的电磁现象都包括在内。在电磁环境中,由于变化的电场和磁场交替在空间内传播,这些通过空间传播的电磁能量称之为电磁辐射。在电磁辐射下会对装置、系统和设备等的性能带来不利影响,同时还会对有生命及无生命的物质带来一定的损害,从而造成电磁辐射污染现象发生。
2 移动通信基站的电磁辐射
在移动通讯基站中,其主要由两部分组成,基站内很大一部分设备都属于室内部分,只有馈线、收发天线属于室外部分。室内部分中的各种设备在设计和制造过程中就采取有效的电磁屏蔽措施,这也使其不会对周围环境带来电磁辐射污染。但处于室外部分的馈线及天线在运行过程中,则会向周围环境中发射电磁波,从而造成周围环境空间内电磁辐射场增高。因此在确保基站周围环境电场强度要与国家标准要求相符。因此在基站选择备用电源时,尽可能选拔免维护的密封蓄电池组,避免发生漏液现象,使机房使用过程中不存在废水、废气对环境的污染问题。
在当前移动通信基站运行过程中,其电磁辐射主要由三个方面产生:即发射机本身电磁泄漏、发射天线信号发射及高频电缆和接头处等。这其中无论是发射机还是发射天线抽导致的电磁辐射,由于基站建设高度较大,这也使其对地面所带来的辐射强度较小。对于高频电缆接头处通常都有着特殊的防护措施,因此基站电磁辐射对于地面的影响度不大。但对于部分建设在高楼楼顶的发射基站,其对居住在离楼顶较近处的居民所带来的危害不容忽视。
3 电磁辐射和健康之间的关系分析
电磁辐射作为能量流,其所产生的电磁辐射污染现象会对人体健康带来较大的危害。在电磁波环境下,不同的电磁波波段会对人们产性不同的生物效应,从而使人们健康受到不同程度的损害。另外,由于人体自身也具有十分微弱的电磁场,一旦人体内部这个稳定、有序的磁场受到干扰后,则会损害人体的循环功能。因此长时间处于电磁辐射环境下人体各方面机能都会受到不同程度的损害,引发一些不良后果。可以说电磁辐射和人体健康之间具有十分紧密的关系,其为人们健康的带来的危害不容小觑。
4 移动通信基站电磁辐射对环境产生的影响分析
在对移动通信基站电磁辐射对环境带来的影响研究过程中,发现具体的影响因素十分复杂,但在通过实践测量过程中发现:电磁暴露小区的电磁辐射强度明显高于对照小区,但平均值都在GB9175-88的一级安全范围内(10μw/cm2);安装铝合金防盗网具有良好的电磁场屏蔽作用;同时建有两个通信基站的小区,两者所产生的电磁辐射在某一区域范围可产生电磁场叠加现象,使辐射强度增加;个别与基站天线距离较近(小于20m)、窗户与基站天线处于同一水平位置和与基站天线主瓣方向一致的居室内,电磁辐射功率密度远远超出一级安全范围,可达到20.44μw/cm2,但也在GB9175-88的二级中间区容许范围内(40μw/cm2)。
此外研究还发现,天线主瓣方向区域电磁辐射不一定较高,副瓣方向区域电磁辐射也不一定较低。这其实并没有与理论相违背,因为环境地形、地貌、建筑物钢筋水泥结构、空中架设的电线等等,都将对电磁波产生反射、绕射、折射、散射和吸收,从而使得电磁辐射强度的分布复杂化。
5 移动通信基站电磁辐射对环境影响的环保措施
在日常移动通信基站运行过程中,其所发射的电磁波功率密度需要保持在国家规定标准限值范围内,同时采取必要的措施来有效的防范电磁辐射污染。
对于在楼顶上建设基站的情况,在电磁辐射过程中,随着时空的延伸电磁辐射会出现衰减的情况,这也表明建设在楼顶的基站对楼顶的空间影响较大,对于周边建筑内的辐射相对较小。即设置在楼顶位置的基站,其电磁波辐射的最大值则会出现在楼顶,电磁波在传递过程中受建筑物阻挡和吸收,因此电磁波辐射也随着楼层的降低不断衰减。但在具体基站建设过程中,需要注意天线主波瓣方向要避免居民楼,对于实在无法避开的情况,需要确保与居民楼之间水平距离保持在25米以上。同时还要适当增加天线的高度,并适当的减少天线下倾角,这样可以有效的降低基站电磁辐射的产生。在保证基站发射天线满足覆盖要求的同时,还要尽可能的做到降低天线发射功率。当基站建成运行后,还要加强对基站的监测工作,并对监测到的结果及时向公众进行公布,有效的消除公众的不安情绪,为基站的建设和运营商合法权益的保护奠定良好的基础。
6 结束语
近年来移动通讯已全面普及,成为人们工作和生活中必不可少的重要工具。在使用移动通讯过程中,人们在享受其所带来便捷性的同时,也越来越意识到移动通信设备所带来的电磁辐射影响问题。但由于民众对于移动通讯电磁辐射影响方面的知识了解不多,这也使人们容易由此引发恐慌和不安。针对于这种情况下,媒体需要加大宣传教育的力度,通信企业要采取有效的防护措施,专业技术人员要加快新技术的研发,提高天线发射系统的标准,有效的减少电磁辐射对环境带来的不利影响,使公众能够科学合理的面对移动通信基站的电磁辐射。
参考文献
[1]吴石增.电磁波的生物效应与人体健康[J].中南民族大学学报(自然科学版),2010,29(1).
关键词:计算机电磁辐射电磁场
1概述
任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的“第四污染源”。
只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前,能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大,对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康,在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下,诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中,与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射,对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。
2计算机电磁辐射对人体的危害
计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增,严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退,甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常,男性生殖能力下降,人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多,心脏起搏器佩戴者的死亡率增加,电磁辐射难逃其咎。
3计算机辐射的主要来源
虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,但幸运的是,除显示器之外,这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面,阻挡了大部分电磁辐射。所以,我们通常受到的辐射一方面来自显示器,而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨,那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射,对健康的危害显而易见。而机箱同样如此,设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏,如果机箱与用户之间的距离太近,外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。
上述表明,计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRT显示器(阴极射线管显示器)和LCD显示器(液晶显示器)。CRT显示器是计算机中最严重的辐射源。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以,如何削弱这部分辐射至关重要。
按照物理学的定义,来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线,只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生,但因为能量极低,其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出,强度非常弱,经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生,最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400kHz之间。
LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说,LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕,进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件,因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外,LCD和CRT显示器一样,机内同样需要一个高压电源,只是电源驱动的并不是电子枪,而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样,都需要较高的电压才能驱动,只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此,LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态(可达到l000V),然后转为常压甚至低压状态,而不必像CRT显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言,LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRT要弱很多,加上LCD的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体,这种辐射对人的影响可减弱到零。
显示器之外,第二辐射源就是主机。众所周知,金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用,但不同材料,不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同,如果设计不良,主机外泄的电磁辐射仍可能超标。
首先,机箱的材料至关重要,目前大多数机箱都是使用镀锌铜板,它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料,同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面,更关键的地方在于机箱制造工艺,只有模具精细,制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口,后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大,前者的接缝处通常很不严密,设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨,基本不存在接缝不够密合的问题,样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标,选标之后方可进行大批量制造。此外,不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆,但内部表面如果被喷漆的话,机箱板就无法直接吸收电磁坡,电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下,外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属,电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象,这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑,我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。
因此,对于广大计算机用户来说,选择LCD显示器,购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。
除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外,还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品,以降低辐射的危害②有必要选用防护产品,如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机,应注意间隔与调剂,孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机,应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。
4结语
随着计算机走进人们的日常生活,它给现代人的工作、学习带来了极大的便利,成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时,应该注意到,计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁,是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机,选择LCD显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入,选择防护用具,避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。
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